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1 Cubiertas metálicas Cid, Celeste Daglio, Sofía
INDICE
Cubierta metálica
Estructura metálica
tipos (principal y secundaria), tipos de piezas estructurales....................................... 2
Aislaciones tipos y ubicación............................................................................................................. 5
Tipos de cerramiento................................................................................................................... 8
Tipos de cubierta....................................................................................................................... 10
Bibliografía................................................................................................................................. 14
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Estructura, tipos (primaria y secundaria)
La cubierta se compone por un cierto número de elementos cuyo propósito es garantizar
un cerramiento horizontal óptimo.
Los elementos que forman la dicho cerramiento se hallan soportado directamente por
pequeños elementos formando los listones; estos se fijan a su vez a otros elementos,
denominados cabios, que transmiten la carga sobre elementos mayores situados
horizontalmente, denominados correas. Las correas reposan sobre los elementos
principales de la estructura, situados en planos perpendiculares al eje del edificio y
denominados cerchas, que transmiten las cargas sobre los apoyos.
Elementos especiales, llamados arriostramientos, aseguran la resistencia ante los
esfuerzos horizontales.
Estructura Principal
Cercha
Las cerchas tienen por misión llevar las cargas que reciben de la correas a los apoyos, bien
sean de pared o aislados. En el caso de tratarse de muros entramados, los cuchillos, por
intermedio de los pies derechos de apoyo, transmiten a los cimientos todas las cargas que
reciben. Esta deposición es la que corresponde a tinglado o construcciones parecidas.
Toda cabriada está formada por el cordón superior, el inferior y la barra de triangulación de
relleno. En el cordón superior van colocadas las correas y su inclinación depende del
material que se utilice para la cubierta.
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Estas se dividen en:
Triangulares:
En las armaduras o cuchillos triangulares, las fuerzas que solicitan las
piezas del alma se comportan al revés que en la vigas de celosías. Si las
diagonales suben trabajan por compresión, en tanto que las tracciones
se hallan en las barras verticales. Cuando las diagonales bajan hacia la
parte de los apoyos, es decir, dese el centro hacia los lados, funcionan a
tracción a modo de tirantes y, en cambio, los montantes verticales son
piezas comprimidas. En las piezas que forman el alma, los esfuerzos
máximos se encuentran en la parte central de la armadura y van
desapareciendo hacia los apoyos. El cordón superior, igual que en las
vigas, trabajan a compresión, y el inferior, a tracción. Las máximas
tensiones no se encuentran en la parte central de la armadura sino en
los apoyos, dependiendo de la inclinación de la cubierta. La altura más
conveniente de las armaduras es de 1/6 a 1/8 de la luz.
Rectangulares:
Para cubiertas de muy poca pendiente, las armaduras son vigas de celosías de cordones
paralelos o con condón superior a dos vertientes de poca inclinación. Los cordones
superior e inferior actúan indirectamente a través de los elementos que forman el alma. En
cambio, en las armaduras triangulares, los cordones superior e inferior van enlazados
directamente entre sí.
Se pueden establecer subdivisiones según el modo de disponer las barras o según sean
las solicitaciones de las mismas. La celosía de diagonales solas en la que se combinan
alternativamente barras a tracción y compresión, ofrece la ventaja de una mayor rigidez,
dado que las fuerzas verticales se transmiten por el camino más corto hacia los apoyos. En
vigas de mucha altura tienen la desventaja de presentar grandes longitudes de pandeo en
las barras del cordón superior. Se obtienen menores longitudes de pandeo con la celosía
de montajes diagonales, formando armaduras apoyadas cuando las diagonales están
dirigidas hacia los apoyos, y armaduras colgadas cuando las diagonales se dirige del apoyo
al centro de la viga. Las alturas más favorables para las vigas de celosías de cordones
paralelos oscilan entre 1/8 y 1/12 de la luz.
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Estructura Secundaria
Correas
Las correas, sirven para transmitir las cargas que reciben de la chapa y para clavar la
misma. En el caso de no haber correas apoyan sobre las vigas.
Su sección puede ser del tipo Z o C, U y en doble T debido a que trabajan principalmente a
la flexión. Y están fabricados con chapa galvanizada conformada en frío. Su fijación al resto
de la estructura se realiza mediante tornillos calibrados.
Para cubiertas de grandes longitudes donde la utilización de correas continuas, es más
económico, se puede adoptar un sistema de unión de estas correas. Como se ve en la
figura, la continuidad se garantiza mediante platabandas atornilladas al alma de las
correas.
Cuando se trata de correas metálicas, la unión de los cabios a las mismas se hace por
medio de tornillos y clavos de gancho.
La posición de las correas puede ser perpendicular al tendido o vertical. La primera
posición ofrece muchas ventajas, ya que se presta a la fácil sujeción del material de
cubierta, apoyo sencillo sobre el cordón superior de las cabriadas y una eficaz organización
de los contravientos.
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AISLACION
¿Para qué usamos la aislación?
Debido a que las construcciones están sometidas constantemente a los agentes externos
es necesario protegerlas contra todo una serie de influencias perjudiciales y peligrosas.
La conservación de las construcciones esta amenazada exteriormente por:
Los efectos de la intemperie;
La humedad y el agua;
Las trepidaciones y ruidos;
El incendio y la caída de rayos.
Mas allá de éstos factores, es importante la rotura del puente térmico que generan éstos
materiales ya que son conductores importantes de temperatura desde el exterior hacia el
interior, y también afectan a la pérdida de energía desde el interior.
Tipos de aislaciones
Protección térmica
El objetivo de una aislación térmica es impedir la transferencia de calor desde o hacia el
cuerpo aislado.
Un aislante térmico es un material usado en la construcción y caracterizado por su alta
resistencia térmica. Establece una barrera al paso del calor entre dos medios que
naturalmente tendería a igualarse en temperatura. El mejor aislante térmico es el vacío,
pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vacío, éste se
emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza aire, que gracias a su baja
conductividad térmica y un bajo coeficiente de absorción de la radiación, constituye un
elemento muy resistente al paso de calor.
Por esta razón se utilizan como aislamiento térmico materiales porosos o fibrosos, capaces
de inmovilizar el aire y confinarlo en el interior de celdillas más o menos estancas.
Como característica general un aislante térmico
deberá ofrecer una buena resistencia a la
transmisión del calor.
Independientemente de sus propiedades
especificas, a los aislantes se le pide cualidades
complementarias.
Las principales de estas cualidades son:
Flexibilidad o rigidez según la estructura portante;
Ausencia de propiedades corrosivas para los
materiales con los que el aislante esta en contacto;
Estabilidad física y química: ausencia de dilatación
excesiva al calor, resistencia a diversos agentes de
construcción: humedad u oxidación;
Estética si el producto esta visto; y
Incombustibilidad o por lo menos ausencia de
inflamabilidad.
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Lugar de aplicación
La aislación térmica puede ser colocada por encima o por debajo de la estructura del
techo; pero siempre por debajo de la aislación hidrófuga, por que pierde su capacidad
aislante cuando es alcanzada por la humedad, ya que el agua es 25 veces más conductora
que el aire.
La posibilidad de optar por la ubicación de la aislación térmica puede aprovecharse para
usarla como terminación del cielorraso cuando lo permitan las características de los
materiales.
En climas frío se deben aislar necesariamente los techos para evitar la condensación,
sobre la superficie inferior, del vapor de agua del local y el consiguiente goteo; fenómeno
que se presenta con frecuencia en techos de chapa de aluminio, de hierro galvanizado y de
acero.
Protección Hidrófuga
La aislación hidrófuga esta destinada a evitar los efectos que produce la humedad, la cual
es el problema más común y más grave que ataca a la construcción. Esta, reconoce
distintos orígenes: agua de aporte exterior (lluvia, granizo, agua ascendente del terreno) y
agua de aporte interior (condensaciones). Para el primer tipo, existe una gama más o
menos efectiva de materiales y técnicas constructivas, que podrían resumirse,
conceptualmente, en la idea de dar al cerramiento del edificio (llámese muro, piso, techo),
una barrea la más impermeable posible, que no deje pasar esa humedad exterior, al
ambiente interior, con sus consecuencias de eflorescencias, manchas, moho, pérdida del
poder aislante de los materiales, putrefacción de los mismos, etc.
En la mayoría de los casos, el traspaso de la humedad se debe a una incorrecta ejecución
de los trabajos de impermeabilización y/o una inadecuada utilización de materiales. El
agua y la humedad pueden infiltrase en un material, sobre todo si éste es poroso.
En casi la totalidad de las cubiertas de los techos metálicos son de por si impermeables
por lo que la aislación hidrófuga, cuando se ejecuta, es para suplir deficiencias en la
colocación de la cubierta o deterioras posteriores.
Las características de la aislación hidrófuga a ejecutar en la cubierta deben establecerse
atendiendo a las del material usado para la terminación superficial de la misma, ya que
algunos de ellos tienen suficiente capacidad para asegurar la estanquidad de la cubierta.
Barrera de vapor
La barrera de vapor es una “capa de material que, generalmente con espesor pequeño,
ofrece una alta resistencia al pasaje del vapor. Los materiales en forma de membrana
permiten una permeabilidad menor, son recomendables para su uso como barrera de
vapor.
Su uso es necesario en los casos en que es posible que se produzcan
condensaciones intersticiales, y su función es reducir la presión de vapor dentro de la
pared o techo, en las partes donde comienza a disminuir la temperatura.
Lo más importante a tener en cuenta en el diseño de
la barrera de vapor es su ubicación y su situación
relativa con respecto a los demás materiales que
componen el cerramiento. Las barreras de vapor son
eficaces del lado caliente del aislante. En este lugar
frenan el vapor en el lugar más adecuado e impiden
que entre en capas frías. Así las mismas barreras
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están calientes y por lo tanto, el vapor de agua no puede condensarse en ellas.
Lugar de aplicación
La aislación hidrófuga, además de cumplir su función específica, es fundamental para
proteger los materiales de la aislación térmica y acústica, los que pierden su propiedad
cuando son alcanzados por el agua. En consecuencia, siempre es conveniente colocar la
aislación hidrófuga encima de la térmica.
Salvo cuando resulte técnicamente imposible, la aislación hidrófuga debe ejecutarse
después de estar colocados todos los elementos que atraviesan el techo.
Protección Ignifuga
Los aislantes ignífugos se emplean para
proteger los elementos estructurales de la
acción del fuego y así mantener la
estabilidad de la estructura ante el
calentamiento y posterior debilitamiento de
los materiales. Para ello se emplean variados productos, cuyas aplicaciones, en interior o
exterior, pueden ser manual o mediante la proyección mecánica del elemento.
Lugar de aplicación
Generalmente, los materiales utilizados para las otras aislaciones ya de por si poseen
características ignifugas, por lo que la ubicación de la misma va a variar dependiendo de la
utilidad que se le esta dando al material y cual es su función en la obra. Es decir, que si un
material es tratado como una aislación hidrófuga y a la vez es ignifugo, su ubicación será la
correspondiente a la de las aislaciones hidrófugas.
Además, la ubicación de los materiales ignífugos va a depender de la aplicación de los
mismos, como es el caso de las pinturas intumescentes que brindan protección contra el
fuego a los elementos estructurales altamente inflamables.
Detalle Constructivo del Techo de Chapa con aislaciones
Chapa
Correas
Perfil IPN
Correas de menor dimensión
Chapa lisa
Aislante ignífugo
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CERRAMIENTOS
Chapa
Tipos de chapas y acabado
Se pueden distinguir 3 tipos de chapas simples
• Chapas onduladas
• Chapas acanaladas
• Chapas trapezoidales
Los acabados podrán ser de cincalum, galvanizados, prelacados, y
se pueden incluir o no chapas plásticas translucidas. El material
utilizado generalmente para techos de viviendas es la chapa de
zinc o galvanizada.
Galvanizado
La chapa de acero galvanizada por inmersión en caliente es uno de
los productos siderúrgicos de mayor desarrollo mundial. Se
produce a partir de chapa de acero laminada en frío o en caliente,
la cual es revestida en ambas caras con una delgada capa de zinc,
de pureza no menor al 98%.
El producto, que combina las características de resistencia del
acero con la durabilidad del zinc, es apto para fabricar piezas
conformadas y sumamente resistente a la acción corrosiva del
medio ambiente.
Prepintado
Se fabrica a partir de la chapa de acero galvanizada o revestida con
aleación Al-Zn,sobre la que se aplica un esmalte a base de resina
poliéster normal, poliéster siliconizada o fluorocarbonada. La
composición del esquema de pinturas hace que este producto posea
una buena durabilidad a los agentes atmosféricos, combinando la
resistencia y durabilidad del acero con revestimientos metálicos y la
atractiva terminación del esmalte color. Este acabado ha sido
concebido no solo para brindar respuestas, sino para hacerlo con
máximas ventajas, como tener una excelente aptitud para el
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conformado debido a la óptima adhesión de su capa de pintura.
Chapas de cobre
Poseen una resistencia mecánica suficientemente alta para resistir a los esfuerzos del
proceso del doblado, también tienen una alta resistencia a la corrosión atmosférica. El
cobre es una gran barrera aislante contra la radiación del calor en los meses de verano y
en invierno previene la perdida del mismo. Los diseños utilizados son variados se emplean
bandas lisas o nervaduras de laminas de cobre. Las laminas de cobre pueden fijarse por
medio de soldadura, unión mecánica, engatillados o adhesivos entre si.
Chapas de Zinc y aluminio
es una aleación de Aluminio-Zinc, el mejor recubrimiento metálico que existe en el
mercado. Su composición, propiedades y características de proceso de fabricación
ofrecen la mejor combinación de calidad, economía y duración. Posee una
excepcional resistencia a la corrosión, a la oxidación por calor; y la reflectividad al
calor propia de los revestimientos de
aluminio.
Cubiertas Metálicas
Cubiertas de chapa galvanizada;
Cubiertas de chapa de zinc;
Cubiertas de chapa de aluminio;
Cubiertas de chapa de cobre;
Cubiertas Auto-portantes de acero de
capado;
Cubiertas de chapa Acero aluminizado;
Cubiertas de chapa de imitación de tejas; y
Cubiertas de chapa ondulada de plomo.
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Placas de Policloruro de Vinilo
Por su transparencia y transmisión de luz son ideales para
techos, cerramientos laterales, invernaderos, jardines de
invierno, cubiertas de todo tipo tanto en el ámbito residencial
como industrial. Presentación: formato: 1.10 m ( ancho) x 5.80 m
(largo) y 1.10 m x 2.90 m. Onda sinusoidal idéntica a la chapa de
zinc.
Paneles metálicos
Los paneles metálicos están formados por sus dos caras
exteriores de chapa metálica (por lo general es acero galvanizado
conformado en frío); estos se unen entre sí por medio de una capa de espuma rígida de
poliuretano expandido, empleándose para cubiertas y cierres verticales.
TIPOS DE CUBIERTAS
Cubierta plana
La estructura de estas cubiertas constan de pilares y una viga de unión entre las cabezas
de los mismos, dicha viga recibe el nombre de viga de atado. Además suelen llegar a
distancias de 11m sin estructura de soporte intermedia. En esta tipologia la rigidez viene
dada solamente por la forma ondulada de la sección.
Cubiertas inclinadas
elementos que forman las cubiertas inclinadas:
Soporte Estructural
Tiene la función de servir de apoyo a todas las capas que integran la cubierta y transmitir
las cargas en forma vertical sobre los elementos de apoyo.
Aislamiento Térmico
Tiene la función de proteger el ámbito interior frente a las diferencias de temperatura.
Protección y Acabado Final
Sobre el soporte estructural se dispone una placa de base para el apoyo de la capa de
acabado final; la función de esta última capa es facilitar el desagüe garantizando que no
ingrese al interior el agua y colaborando en la ventilación de la cubierta.
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La cubierta está formada por distintos faldones inclinados que determinan planos y aristas
diferentes expresados a continuación:
Faldón. Cada uno de los planos inclinados que forman la cubierta.
Alero. Es la prolongación en voladizo de un faldón sobre el plano de la fachada.
Lima tesa Es una arista que separa las aguas. Con ángulo mayor de 180º que queda
formado al encontrarse dos faldones inclinados.
Lima hoya Es una arista que recoge las aguas. Con ángulo menor de 180º que se forma al
encontrarse dos faldones inclinados.
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Cubierta autoportante curva
La cubierta curva autoportante es una solución constructiva en la que no existe estructura
portante y el perfil metálico curvado apoya sobre las vigas de carga. Se trata de un perfil
metálico grecado que es curvado mediante embuticiones o rodillos. Dicho perfil se fija a las
vigas mediante tornillos.
Existen dos tipos de tensores que se pueden utilizar en este tipo de cubiertas con dos
objetivos distintos.
Los tensores horizontales se utilizan para reducir los esfuerzos horizontales que provoca la
cubierta sobre las vigas donde descansa. Esto nos permite reducir el canto de dichas vigas.
Los tensores contraviento se utilizan para contrarrestar la acción de succión del viento y
van desde la viga donde apoya la cubierta hasta el punto central de la cubierta.
Es una solución que reduce el coste de construcción dado que se evita la estructura
portante de cubierta (pórticos, cerchas...) y su montaje es muy rápido.
Cubiertas simples
Las cubiertas simples son cubiertas que se realizan basándose en
chapa metálica para cubrir edificios industriales,
La inclinación de la cubierta se relaciona con las lluvias y los vientos predominantes.
Como regla general, sucede que, a mayor pendiente del techo, más estrechas serán las
planchas para que ofrezcan una óptima resistencia. Otro detalle que se debe considerar
es la unión entre chapas para obtener una correcta estanqueidad. Para ello, se tendrán
que superponer varias ondulaciones para que el solapamiento sea eficaz.
Las chapas se fijan al entramado de las correas mediante tornillos auto roscantes y/o
auto-taladrantes, con sus correspondientes arandelas de goma. Su distribución se hace
coincidir con grecas superiores a fin de garantizar la estanqueidad de la cubierta, a la
vez de asegurar su comportamiento frente a las dilataciones. Cuando la longitud de los
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faldones de la cubierta obliga a afrontar la cubrición en mas de un tramo, la
estanqueidad de los solapes se resuelve con una junta de sellado especial. Esta misma
solución de solape y sellado se aplica también en el encuentro, en cumbrera, de los
extremos de las chapas: se evitan sí los problemas de estanqueidad que producen los
caballetes de cumbrera habituales.
Las fijaciones se efectúan mediante pernos a la estructura de
sostén. Los elementos de sujeción varían según el tipo de
material del armazón; los que se fijan a listones de madera
requieren tornillos simples, y los que se toman a armaduras
metálicas lo hacen mediante vástagos especialmente acabados
para este fin y se sujetan a los perfiles.
La cabeza de los pernos y las arandelas próximas a la chapa se
protegen con unos capuchones que evitan la oxidación y el
paso del agua al interior y, como ya se mencionó, pueden
renovarse en caso que se deterioren.
Bibliografía
http://www.viarural.com.ar/viarural.com.ar/insumosagropecuarios/ganaderos/construccion
esrurales/baukraft/onduladas-policloruro-de-vinilo.htm
http://www.indelmadrid.com/web/index.php/cubiertas
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http://www.construmatica.com/construpedia/Materiales_de_Cubrici%C3%B3n_para_Tejad
os#Tejas
http://www.ochoalacar.com/descargas/Cubiertas_cerramientos.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Cubierta_plana
Tesina de especialidad.Estado de conocimiento de las cubiertas metálicas.PDF